Ученые ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», ФИЦ «Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова» и Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений (Санкт-Петербург) придумали, как сделать сельскохозяйственные растения более устойчивыми к заболеваниям и климатическим стрессам. Для этого нужно использовать гены их диких собратьев.
«Практически все сегодняшние сельскохозяйственные растения получены в процессе тысячелетней селекции. Она была направлена на отбор небольшого количества признаков. В результате современные культурные растения потеряли разнообразие генов, которое есть в дикой природе. В том числе гены устойчивости к заболеваниям и климатическим стрессам», — рассказывает заведующий лабораторией эволюционной биоинформатики и теоретической генетики ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» кандидат биологических наук Дмитрий Аркадьевич Афонников.
Генетики изучают биологическое разнообразие генотипов диких родичей современных культурных растений, чтобы выявить разнообразие этих генов. Они создают и описывают биологические коллекции. Предполагается, что обнаруженные гены устойчивости с помощью современных технологий редактирования можно будет внедрить в известные сорта.
Такая работа основана на технологиях фенотипирования, секвенирования, генотипирования и сопоставления данных генотипов. Часть из этих методов развиваются в ФИЦ ИЦиГ СО РАН. Так, ученые собрали в базу данных все существующие транскриптомы пяти сельскохозяйственных растений и сравнили их с известными геномами. Их интересовала та часть, которая отсутствовала в последних. Ее назвали черной частью транскриптомы. Она немаленькая — порядка четырех миллионов последовательностей. Именно в ней содержатся гены, связанные с устойчивостью к заболеваниям, к стрессам, — как раз то, чего недостает современным сельскохозяйственным культурам.
«Мы сравнили транскриптомы пяти фенотипов картофеля и одного дикого типа и обнаружили в них более 600 новых транскриптов, ассоциированных с генами устойчивости к патогенам. Классифицировали на разные типы и нашли такие, у которых количество генов устойчивости больше, чем в известном секвенированном геноме картофеля. Фактически мы дополнили репертуар генов устойчивости, который можно использовать в дальнейшем для селекции картофеля», — говорит Дмитрий Афонников.
«Наука в Сибири»
